CH663673A5

CH663673A5 - METHOD AND DEVICE FOR THE SIMULATION CHECK OF A MULTI-CONTACT CIRCUIT BREAKER.

Info

Publication number: CH663673A5
Application number: CH4221/82A
Authority: CH
Inventors: Akio Kobayashi; Satoru Yanabu; Shoji Yamashita
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co
Priority date: 1981-07-14
Filing date: 1982-07-12
Publication date: 1987-12-31
Also published as: US4454476A; JPS5812227A; JPH0145592B2; DE3226031C2; DE3226031A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Simulationsüberprüfen eines mehrkontaktigen Leistungsschalters bei dem die Unterbrechereinheiten in einem Metallbehälter, gegenüber diesem isoliert, untergebracht und gehaltert sind. The invention relates to a method and a device for simulating a multi-contact circuit breaker in which the interrupter units are insulated, housed and held in a metal container.

In den letzten Jahren sind die Spannungen und Kapazitäten von Leistungsübertragungsanlagen immer grösser und grösser geworden, bis zu dem Punkt, dass Übertragungsleitungen bis 1100 kV angestrebt werden. Um damit Schritt zu halten, wird auch die Unterbrechungs- oder Schaltkapazität von Leistungsschaltern immer grösser. Als Folge davon wird es immer schwieriger, die Funktionsfähigkeit der Unterbrechung aller Unterbrechereinheiten zu überprüfen, und zwar infolge der ungenügenden Kapazität der Testgeräte. Aus diesem Grund ist man dazu übergegangen, ein Testverfahren anzuwenden, bei welchem nur eine einzige Unterbrechereinheit bezüglich der Funktionsfähigkeit der Unterbrechung überprüft wird, wobei die beim Test verwendete Spannung mit einem konstanten Faktor multipliziert wird, der vom Spannungsanteil und von der Zahl der Unterbrechereinheiten abhängt und wobei das Ergebnis als äquivalent zu dem Ergebnis der Überprüfung aller Unterbrechereinheiten angesehen wird. In recent years, the voltages and capacities of power transmission systems have become larger and larger, to the point that transmission lines up to 1100 kV are aimed for. To keep pace with this, the interruption or switching capacity of circuit breakers is also increasing. As a result, it becomes more and more difficult to check the operability of the interruption of all interrupter units due to the insufficient capacity of the test equipment. For this reason, a test method has been adopted in which only a single interrupter unit is checked for the functionality of the interruption, the voltage used in the test being multiplied by a constant factor which depends on the voltage component and the number of interrupter units and the result being considered equivalent to the result of checking all breaker units.

Dieses Einzel-Testverfahren ist dann brauchbar, wenn ein Leistungsschalter mit Porzellanverkleidung verwendet wird, der nicht das Problem der Erzeugung erhitzter Gase infolge eines Überschlagbogens in der Unterbrechereinheit aufweist, welche Gase die Isolierung zwischen der Unterbrechereinheit und dem an Erdpotential liegenden Bauelement beeinträchtigen. Bei einem mehrkontaktigen Leistungsschalter dagegen, bei welchem die Unterbrechereinheit in einem Metallbehälter untergebracht und von diesem isoliert gelagert ist, wird erhitztes Gas, welches durch den Bogen hindurchgegangen ist und dabei seine Isolierfestigkeit teilweise verloren hat, in den Zwischenraum zwischen Metallbehälter und dem einen Ende der Reihenschaltung der Unterbrechereinheiten hineingeblasen. Wird nun zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit nur einer einzigen Unterbrechereinheit gemäss dem Einzel-Testverfahren eine wiederkehrende Stossspannung angelegt, so kann damit zwar die Funktionsfähigkeit der Unterbrechereinheit in ausreichender Weise überprüft werden, nicht jedoch die Isolierung zwischen dem Behälter und dem einen Ende der Reihenschaltung unmittelbar nach Eintritt der Unterbrechung. This single test procedure is useful when a circuit breaker with porcelain cladding is used which does not have the problem of the generation of heated gases due to a rollover arc in the interrupter unit, which gases interfere with the insulation between the interrupter unit and the earth potential device. In the case of a multi-contact circuit breaker, on the other hand, in which the interrupter unit is accommodated in a metal container and is mounted insulated from it, heated gas, which has passed through the arc and in the process has partially lost its insulation strength, is passed into the space between the metal container and one end of the series connection blown into the breaker units. If a recurring surge voltage is now applied to the functionality of only a single interrupter unit according to the single test procedure, the operability of the interrupter unit can be checked in a sufficient manner, but not the insulation between the container and one end of the series connection immediately after entry the interruption.

Fig. 1 zeigt eine Anordnung für die Durchführung einer anderen üblichen Methode. Fig. 2 zeigt die Spannungen und den Strom, wie sie an verschiedenen Teilen der Anordnung von Fig. 1 auftreten. Ein mehrkontaktiger Leistungsschalter 1, dessen Funktionsfähigkeit der Unterbrechung geprüft werden soll, weist beispielsweise vier in Reihe geschaltete Unterbrechereinheiten 11-14 auf. Die Reihenschaltung S der Unterbrechereinheiten 11-14 ist durch Porzellanisolatoren 2 gegenüber einem Behälter 3 isoliert. Der Behälter 3 selbst ist durch isolierende Stützkörper 4 gegenüber Erde isoliert. Ein Ende Sg der Reihenschaltung S liegt über eine Leitung 5 an Fig. 1 shows an arrangement for performing another conventional method. FIG. 2 shows the voltages and the current as they occur on different parts of the arrangement of FIG. 1. A multi-contact circuit breaker 1, whose functionality of the interruption is to be checked, has, for example, four interrupter units 11-14 connected in series. The series connection S of the interrupter units 11-14 is insulated from a container 3 by porcelain insulators 2. The container 3 itself is isolated from earth by insulating support bodies 4. One end Sg of the series connection S is connected via a line 5

Erde. Das andere Ende Sn ist über eine andere Leitung 6 mit einer grossen Stromquelle 17 verbunden, die einen Kurzschlussgenerator 7 beinhaltet, der einen grossen Kurzschlussstrom ii der Reihenschaltung S über einen Hilfs-Leistungsschalter 8 zuführt, der durch einen Unterbrecher-Steuerkreis BC gesteuert wird. Von allen Unterbrechereinheiten ist nur die Einheit 14 am nicht-geerdeten Ende Sn geöffnet (alternativ kann auch eine Folge von Unterbrechereinheiten geöffnet sein), und zwar zu einem Zeitpunkt, der in Abhängigkeit zur Phase des Stroms ii steht, um so in der Unterbrechereinheit 14 einen Überschlagbogen zu erzeugen. Zum Zeitpunkt ti, wenn der augenblickliche Wert des Stroms ii zu Null wird, legt eine erste Hochspannungsquelle 9, die von einem Spannungsquellen-Steuerkreis Vc gesteuert wird, eine wiederkehrende Stossspannung vi zum Prüfen der Unterbrechereinheit über die Zuleitung 6 und das Erdpotential. Im wesentlichen gleichzeitig damit legt eine zweite Hochspannungsquelle 10, die ebenfalls von dem Steuerkreis Vc gesteuert wird, eine Spannung V2 über den Behälter 3 und das Erdpotential, und zwar mit einer Polarität umgekehrt derjenigen von vi. Die Grösse von V2 stellt eine Differenz zwischen der gesamten Nachzündspannung vo, die an alle Unterbrechereinheiten 11-14 gelegt wird, und der von der ersten Hochspannungsquelle gelieferten wiederkehrenden Stossspannung vi dar. Earth. The other end Sn is connected via another line 6 to a large current source 17, which contains a short-circuit generator 7, which supplies a large short-circuit current ii to the series circuit S via an auxiliary circuit breaker 8, which is controlled by an interrupter control circuit BC. Of all the interrupter units, only the unit 14 is open at the ungrounded end Sn (alternatively, a sequence of interrupter units can also be open), at a point in time which is dependent on the phase of the current ii, so one in the interrupter unit 14 To generate a cover sheet. At time ti, when the current value of current ii becomes zero, a first high-voltage source 9, which is controlled by a voltage source control circuit Vc, applies a repetitive surge voltage vi for testing the interrupter unit via the lead 6 and the ground potential. Essentially simultaneously with this, a second high-voltage source 10, which is also controlled by the control circuit Vc, applies a voltage V2 across the container 3 and the earth potential, with a polarity opposite to that of vi. The size of V2 represents a difference between the total post-ignition voltage vo that is applied to all interrupter units 11-14 and the recurring surge voltage vi supplied by the first high-voltage source.

Bei diesem Verfahren wird die gesamte wiederkehrende Stossspannung vo = |vi| + | V2 J über den Raum 15 zwischen erdseitigem Ende der Reihenschaltung S und Behälter 3 gelegt, so dass die Isolierung des Raumes 15 und die Funktionsfähigkeit der Unterbrechereinheit 14 gleichzeitig überprüft werden. With this method the total recurring surge voltage is vo = | vi | + | V2 J placed over the space 15 between the earth end of the series connection S and the container 3, so that the insulation of the space 15 and the functionality of the interrupter unit 14 are checked at the same time.

Wenn jedoch die Isolierfähigkeit im Raum 15 zusammenbricht, liegt die von der zweiten Hochspannungsquelle 10 gelieferte Hochspannung V2 an der ersten Hochspannungsquelle 9, was die Gefahr mit sich bringt, dass in dieser befindliche Bauelemente zerstört werden. Diese Gefahr ist grösser, wenn eine geringere Anzahl der Unterbrechereinheiten geöffnet werden, wenn also v2/vi grösser ist. However, if the insulation capability in space 15 breaks down, the high voltage V2 supplied by the second high-voltage source 10 is connected to the first high-voltage source 9, which entails the risk that components located therein are destroyed. This risk is greater if a smaller number of breaker units are opened, ie if v2 / vi is larger.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zum Simulationsprüfen eines vielkontaktigen Leistungsschalters, wobei in der Hochspannungsquelle enthaltene Bauteile auch dann vor Beschädigungen geschützt sein sollen, wenn zwischen einem Ende der Reihenschaltung der Unterbrechereinheiten und dem Behälter ein Zusammenbruch der Isolierung auftritt. The object of the present invention is to provide a method and a device for the simulation testing of a multi-contact circuit breaker, components contained in the high voltage source should also be protected against damage if a breakdown of the insulation occurs between one end of the series connection of the interrupter units and the container.

Weiterhin ist Aufgabe der Erfindung die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zum Simultationsprüfen eines vielkontaktigen Leistungsschalters, das wirtschaftlich durchzuführen bzw. die wirtschaftlich herzustellen ist. Auf der Zeichnung zeigen : Furthermore, it is an object of the invention to provide a method and a device for the simulation testing of a multi-contact circuit breaker which can be carried out economically or which can be produced economically. Show on the drawing:

Fig. 1 eine Skizze einer Anordnung, wie sie bei einem vorbekannten Prüfverfahren verwendet wird, 1 is a sketch of an arrangement as it is used in a previously known test method,

Fig. 2 ein Diagramm zum Darstellen der Spannungen und der Ströme, wie sie an verschiedenen Stellen der Anordnung von Fig. 1 auftreten, FIG. 2 shows a diagram to illustrate the voltages and the currents as they occur at various points in the arrangement from FIG. 1, FIG.

Fig. 3 eine Skizze einer Anordnung nach einer Ausführungsform der Erfindung, 3 is a sketch of an arrangement according to an embodiment of the invention,

Fig. 4 ein Diagramm zur Erläuterung der Spannungen und der Ströme, wie sie an verschiedenen Stellen in der Anordnung von Fig. 3 vorkommen, 4 shows a diagram for explaining the voltages and the currents as they occur at various points in the arrangement of FIG. 3,

Fig. 5 eine Skizze einer Anordnung nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung, 5 is a sketch of an arrangement according to another embodiment of the invention,

Fig. 6 ein Diagramm zur Erläuterung der Spannungen und der Ströme, wie sie an verschiedenen Stellen in der Anordnung von Fig. 5 vorkommen, 6 is a diagram for explaining the voltages and the currents as they occur at various points in the arrangement of FIG. 5,

Fig. 7 ein Skizze einer Anordnung gemäss einer dritten Ausführungsform der Erfindung und s Fig. 7 is a sketch of an arrangement according to a third embodiment of the invention and s

io io

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

663673 663673

4 4th

Fig. 8 ein Diagramm zur Erläuterung der Spannungen und Ströme, wie sie an verschiedenen Stellen in der Anordnung von Fig. 7 vorkommen. FIG. 8 is a diagram for explaining the voltages and currents as they occur at various points in the arrangement of FIG. 7.

Fig. 3 zeigt eine Vorrichtung gemäss einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Dabei bezeichnen die den Bezugszeichen von Fig. 1 gleichen Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Teile. Dabei zeigt der Vergleich, dass die Anordnung im wesentlichen gleich ist derjenigen von Fig. 1. Ein Unterschied besteht jedoch darin, dass der Leistungsschalter 1 so geschaltet ist, dass dann, wenn die Spannung vi von der Hochspannungsquelle 9 zugeführt wird, im wesentlichen die Gesamtheit von vi über die Unterbrechereinheit 11 am erd-potentialseitigen Ende Sg der Reihenschaltung S gelegt wird, bzw. über eine Folge von Unterbrechereinheiten einschliesslich der Einheit 11. Beispielsweise ist nur die Einheit 11 geöffnet, wohingegen die Einheiten 12,13 und 14 geschlossen gehalten werden, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist. Ausserdem liefert die zweite Spannungsquelle 10 eine Spannung V2, welche die gleiche Grösse hat wie eine wiederkehrende Gesamt-Stossspannung, die über alle Unterbrechereinheiten 11-14 gelegt wird. 3 shows a device according to a first embodiment of the invention. The same reference numerals in FIG. 1 designate the same or similar parts. The comparison shows that the arrangement is essentially the same as that of FIG. 1. However, one difference is that the circuit breaker 1 is switched such that when the voltage vi is supplied from the high-voltage source 9, essentially the whole vi is placed over the interrupter unit 11 at the earth potential side end Sg of the series circuit S, or over a sequence of interrupter units including the unit 11. For example, only the unit 11 is open, whereas the units 12, 13 and 14 are kept closed, as shown in FIG. 3. In addition, the second voltage source 10 supplies a voltage V2 which has the same size as a recurring total surge voltage which is applied across all interrupter units 11-14.

Der Steuerkreis BC schliesst den Hilfs-Leistungsschalter 8, womit der Kurzschlussstrom ii durch die Reihenschaltung S fliesst und öffnet den Hilfs-Leistungsschalter 8, um die Stromzuführung nach Betrieb des zu prüfenden Leistungsschalters zu beenden. Der Steuerkreis VC bewirkt, dass die Spannungsquellen 9 und 10 nach vollständiger Beendigung der Stromunterbrechung durch die Reihenschaltung die Spannungen zuführen. The control circuit BC closes the auxiliary circuit breaker 8, with which the short-circuit current ii flows through the series circuit S and opens the auxiliary circuit breaker 8 in order to terminate the current supply after the circuit breaker to be tested has operated. The control circuit VC causes the voltage sources 9 and 10 to supply the voltages after the current interruption through the series connection has ended completely.

Die beschriebene Anordnung ermöglicht eine gleichzeitige Prüfung der Durchschlagfestigkeit der Unterbrechereinheit 11 und des Spalts 16 zwischen Behälter 3 und dem nichtgeer-deten Ende Sn der Reihenschaltung S. Als Folge davon wird das nicht-geerdete Ende Sn der Reihenschaltung S im wesentlichen auf demselben Potential gehalten wie einer der Kontakte der Unterbrechereinheit 11, der mit der Unterbrechereinheit 12 verbunden ist. The arrangement described enables simultaneous testing of the dielectric strength of the interrupter unit 11 and the gap 16 between the container 3 and the ungrounded end Sn of the series connection S. As a result, the ungrounded end Sn of the series connection S is kept at substantially the same potential as one of the contacts of the interrupter unit 11, which is connected to the interrupter unit 12.

Das Potential der leitenden Teile vom nicht-geerdeten Ende Sn durch die Unterbrechereinheit 12 beträgt somit vi. Damit beträgt die Spannung zwischen dem Behälter 3 und diesen leitenden Teilen V3 (Fig. 4), wobei V3 die Differenz zwischen vi und V2 ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind vier Unterbrechereinheiten vorhanden, und vi beträgt etwa ein Viertel von vi. Die Spannung zwischen dem Behälter 3 und dem nicht-geerdeten Ende Sn beträgt deshalb etwa 3A von vi. Ausserdem tritt ein Überschlagbogen nur an der Unterbrechereinheit 11 und nicht an den Einheiten 12, 13 und 14 auf, weil sie geschlossen gehalten werden. Wenn somit ein Zusammenbruch der Isolation zwischen Behälter und den Unterbrechereinheiten auftritt, so erfolgt er zwischen dem Behälter und dem geerdeten Ende Sg. Somit wird die Spannung der zweiten Spannungsquelle 10 weder der ersten Spannungsquelle 9 noch der Stromquelle 7 zugeführt, so dass darin enthaltene Bauteile nicht der Hochspannung der zweiten Spannungsquelle 9 ausgesetzt werden, diese Bauteile also sicher vor Beschädigungen geschützt werden. The potential of the conductive parts from the ungrounded end Sn through the breaker unit 12 is thus vi. The voltage between the container 3 and these conductive parts is thus V3 (FIG. 4), V3 being the difference between vi and V2. In the illustrated embodiment, there are four breaker units and vi is approximately a quarter of vi. The voltage between the container 3 and the ungrounded end Sn is therefore about 3A from vi. In addition, a rollover arc occurs only on the interrupter unit 11 and not on the units 12, 13 and 14 because they are kept closed. Thus, if the insulation between the container and the interrupter units breaks down, it occurs between the container and the grounded end Sg. Thus, the voltage of the second voltage source 10 is neither supplied to the first voltage source 9 nor to the current source 7, so that components contained therein are not are exposed to the high voltage of the second voltage source 9, so that these components are reliably protected against damage.

Gemäss der obigen Beschreibung werden die unter-brechereinheiten 12,13 und 14 geschlossen gehalten, die Unterbrechereinheit 11 dagegen wird geöffnet. Es ist aber auch möglich, die Unterbrechereinheiten 12-14 durch einen nicht gezeichneten Kurzschlussleiter zu überbrücken. According to the above description, the interrupter units 12, 13 and 14 are kept closed, while the interrupter unit 11 is opened. However, it is also possible to bridge the interrupter units 12-14 with a short-circuit conductor (not shown).

Fig. 5 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung, bei welcher der Kurzschlussgenerator 7 mit anderen Stromkreiselementen verbunden ist, einschliesslich eines Zusatz-Leistungsschalters 18, eines Einschalters 19, eines Widerstandes 20 für die Stromregelung und eines Transformators Fig. 5 shows a second embodiment of the invention, in which the short circuit generator 7 is connected to other circuit elements, including an additional circuit breaker 18, a switch 19, a resistor 20 for current regulation and a transformer

21, wobei alle diese Elemente zusammen mit dem Kurzschlussgenerator 7 und dem Hilfs-Leistungsschalter 8 eine grosse Stromquelle 17 bilden, die den notwendigen Kurzschlussstrom ii über den Hilfs-Leistungsschalter 8 der Reihenverbindung S des zu prüfenden Leistungsschalters 1 zuführt. 21, all of these elements together with the short-circuit generator 7 and the auxiliary circuit breaker 8 forming a large current source 17 which supplies the necessary short-circuit current ii via the auxiliary circuit breaker 8 to the series connection S of the circuit breaker 1 to be tested.

Eine erste Hochspannungsquelle 9 nach diesem Ausführungsbeispiel weist eine Reihenschaltung aus einem Kondensator 22, einem Spalt 23 und einer Spule 24 auf, die zwischen der Zuführung 6 und Erdpotential liegt. Der Kondensator 22 wird vorab von einem Ladekreis CHI im Steuerkreis VC aufgeladen, und zwar mit der ersichtlichen Polarität. Der Spalt 23 wird durch einen Trigger-Steuerkreis TRI im Kontrollkreis VC gezündet, und zwar zu einem Zeitpunkt t2 der geringfügig vor dem Zeitpunkt t3 liegt, an welchem ii zu Null wird, so dass der Kondensator 22 entladen wird. Der einen Stromstoss darstellende Entladungsstrom Ì2 ist im wesentlichen durch die Kapazität des Kondensators 22 vorgegeben und die Induktivität der Spule 24. Der Strom Ì2 wird teilweise dem Strom ii aufgeprägt und wird zum Zeitpunkt t* zu Null, also kurz nach dem Zeitpunkt t3. A first high-voltage source 9 according to this exemplary embodiment has a series circuit comprising a capacitor 22, a gap 23 and a coil 24, which lies between the feed 6 and ground potential. The capacitor 22 is charged beforehand by a charging circuit CHI in the control circuit VC, with the polarity evident. The gap 23 is ignited by a trigger control circuit TRI in the control circuit VC, namely at a time t2 which is slightly before the time t3 at which ii becomes zero, so that the capacitor 22 is discharged. The discharge current Ì2 representing a current surge is essentially predetermined by the capacitance of the capacitor 22 and the inductance of the coil 24. The current Ì2 is partially impressed on the current ii and becomes zero at the time t *, that is to say shortly after the time t3.

Der Hilfs-Leistungsschalter 8 wird im wesentlichen gleichzeitig mit dem Leistungsschalter 1 geöffnet und beendet die Unterbrechung des Stroms zum Zeitpunkt t3, um so die grosse Stromquelle 17 von der ersten Hochspannungsquelle 9 zu trennen. Nach dem Zeitpunkt t3 kann nur der Strom Ì2 durch die Reihenschaltung S des Leistungsschalters 1 fliessen, und zum Zeitpunkt t4, wenn also Ì2 zu Null wird, ist dann die Unterbrechung des Stroms beendet. Zum Zeitpunkt t4 ist der Kondensator 22 mit einer zur ursprünglichen Polarität umgekehrten Polarität geladen und bewirkt dann, dass ein gedämpfter oszillierender Strom durch die Spule 24, The auxiliary circuit breaker 8 is opened essentially at the same time as the circuit breaker 1 and ends the interruption of the current at the time t3, so as to separate the large current source 17 from the first high-voltage source 9. After time t3, only current Ì2 can flow through series circuit S of circuit breaker 1, and at time t4, when Ì2 becomes zero, the interruption of the current ends. At time t4 the capacitor 22 is charged with a polarity reversed from the original polarity and then causes a damped oscillating current through the coil 24,

einen Widerstand 25 und einen Kondensator 26 fliesst. Während dieser gedämpften Schwingung wird die über dem Widerstand 25 und dem Kondensator 26 liegende Spannung zwischen die Zuführung 6 und das Erdpotential gelegt, und zwar als wiederkehrende Stossspannung vi, womit die Durchbruchsfestigkeit der Unterbrechereinheit 11 geprüft wird. a resistor 25 and a capacitor 26 flows. During this damped oscillation, the voltage across the resistor 25 and the capacitor 26 is placed between the supply 6 and the ground potential, namely as a recurring surge voltage vi, with which the breakdown strength of the interrupter unit 11 is checked.

Eine zweite Hochspannungsquelle 10 nach diesem Ausfüh- -rungsbeispiel enthält eine Reihenschaltung aus einem Kondensator 27, einem Spalt 28 und einer Spule 29, wobei diese Reihenschaltung zwischen dem Behälter und dem Erdpotential liegt. Der Kondensator 27 wird vorab durch einen Ladekreis CH2 des Steuerkreises VC aufgeladen, und zwar mit der dargestellten Polarität. A second high-voltage source 10 according to this exemplary embodiment contains a series circuit comprising a capacitor 27, a gap 28 and a coil 29, this series circuit lying between the container and the ground potential. The capacitor 27 is previously charged by a charging circuit CH2 of the control circuit VC, with the polarity shown.

Wenn die erste und die zweite Hochspannungsquelle dadurch gebildet werden, dass in dergleichen Weise die gleichen Stromkreiskomponenten miteinander verbunden werden, dann ist es einfach, Spannungen vi und vi gleicher Wellenform (nicht gleicher Grösse) zu erhalten. Das bedeutet, dass der Spule 29 der zweiten Hochspannungsquelle 10 eine grössere Induktivität gegeben wird als der Spule 24 der ersten Hochspannungsquelle und dass dem Kondensator der zweiten Hochspannungsquelle 10 eine grössere Kapazität gegeben wird als dem Kondensator 22 der ersten Hochspannungsquelle 9. If the first and second high voltage sources are formed by connecting the same circuit components together in the same way, then it is easy to obtain voltages vi and vi of the same waveform (not the same size). This means that the coil 29 of the second high-voltage source 10 is given a greater inductance than the coil 24 of the first high-voltage source and that the capacitor of the second high-voltage source 10 is given a larger capacitance than the capacitor 22 of the first high-voltage source 9.

Es ist nicht erforderlich, dass der Kondensator 27 der zweiten Hochspannungsquelle 10 einen vergleichsweise grossen Strom liefert, also einen so grossen Strom etwa wie er von der ersten Hochspannungsquelle 9 der Reihenschaltung S der Unterbrechereinheiten zugeführt wird. Demgemäss kann der Kondensator 27 eine geringe Kapazität aufweisen, so dass die Kosten zur Herstellung der den Kondensator 27 darstellenden Kondensatorbatterie vergleichsweise gering sind. It is not necessary for the capacitor 27 to supply the second high-voltage source 10 with a comparatively large current, that is to say as large a current as it is supplied from the first high-voltage source 9 to the series circuit S of the interrupter units. Accordingly, the capacitor 27 can have a small capacitance, so that the costs for producing the capacitor battery representing the capacitor 27 are comparatively low.

Bei der Beschreibung der Ausführungsform nach Fig. 5 ist erläutert worden, dass der Kondensator 22 zunächst in der s In the description of the embodiment according to FIG. 5 it has been explained that the capacitor 22 is first in the s

io io

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

gezeichneten Polarität aufgeladen und dann entladen wird, um der Reihenschaltung S der Unterbrechereinheiten einen Strom Ì2 zuzuführen. Alternativ kann die Anordnung aber auch so vorgenommen werden, dass der Kondensator 22 durch den Ladekreis CH1 in einer Polarität entgegengesetzt der gezeichneten Polarität aufgeladen und dass der Spalt 23 zum Entladen des Kondensators 22 zum Zeitpunkt t3, wenn also ii zu Null wird, gezündet wird. Demgemäss liefert die erste Hochspannungsquelle 9 keinen Stromstoss und die sich ergebenden Quellenformen sind ähnlich denjenigen von Fig. 4. Um dabei eine Verzögerung in der Zuführung einer wiederkehrenden Stossspannung infolge einer möglichen Verzögerung beim Zünden des Spalts 23 zu verhindern, kann der Hilfs-Leistungsschalter 8 durch ein Widerstandselement überbrückt werden, das nicht gezeichnet ist, um so das Anlegen einer Spannung durch die grosse Stromquelle 17 zu ermöglichen. Bei einer solchen Anordnung kann der Kondensator 22 auch eine kleine Kapazität besitzen, so dass er aus einer Kondensatorbatterie geringer Herstellungskosten hergestellt werden kann. Charged polarity is charged and then discharged to supply a current Ì2 to the series circuit S of the interrupter units. Alternatively, the arrangement can also be carried out in such a way that the capacitor 22 is charged by the charging circuit CH1 in a polarity opposite to the drawn polarity and that the gap 23 for discharging the capacitor 22 is ignited at the time t3, that is to say when ii becomes zero. Accordingly, the first high-voltage source 9 does not supply a current surge and the resulting source forms are similar to that of FIG. 4. In order to prevent a delay in the supply of a recurring surge voltage due to a possible delay in the ignition of the gap 23, the auxiliary circuit breaker 8 can be switched on a resistance element is bridged, which is not shown, so as to allow the application of a voltage by the large current source 17. With such an arrangement, the capacitor 22 can also have a small capacitance, so that it can be manufactured from a capacitor battery at a low manufacturing cost.

Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Dabei sind Ausbildung und Betriebsweise der grossen Stromquelle 17 und der ersten Hochspannungsquelle 9 im wesentlichen gleich der Stromquelle 17 und der Spannungsquelle 9 des Ausführungsbeispiels von Fig. 5. 7 shows a further embodiment of the invention. The design and mode of operation of the large current source 17 and the first high-voltage source 9 are essentially the same as the current source 17 and the voltage source 9 of the exemplary embodiment in FIG. 5.

Die zweite Hochspannungsquelle 10 weist jedoch bei diesem Ausführungsbeispiel einen Transformator 32 auf, dessen Primärwicklung parallel zur Primärwicklung des Transformators 21 geschaltet ist. Die Sekundärwicklung des Transformators 32 ist, und zwar anstelle des Kondensators 27 und des Trigger-Spalts 28 von Fig. 5, in Reihe zu der Spule 29 gelegt. In this exemplary embodiment, however, the second high-voltage source 10 has a transformer 32, the primary winding of which is connected in parallel to the primary winding of the transformer 21. The secondary winding of transformer 32 is in series with coil 29 instead of capacitor 27 and trigger gap 28 of FIG. 5.

Wenn alle Unterbrechereinheiten 11-14 geschlossen sind, ist die Spannung über die Primärwicklung des Transformators 21 niedrig, so dass im wesentlichen keine Spannung an der Sekundärwicklung des Transformators 32 liegt. When all interrupter units 11-14 are closed, the voltage across the primary winding of transformer 21 is low so that there is essentially no voltage across the secondary winding of transformer 32.

Wenn der Strom ii durch die Betätigung des Leistungsschalters 1 unterbrochen wird, ergibt sich an der Sekundärwicklung des Transformators 32 eine hohe Spannung, und es fliesst ein Strom durch die Spule 29, die Spule 30 und den Kondensator 31. Die Spannung über die Spule 30 und den Kondensator 31 wird zwischen den Behälter 3 und das Erdpotential gelegt, und zwar als wiederkehrende Stossspannung V2. Wenn die zweite Hochspannungsquelle 10 von Fig. 7 verwendet wird, ist für den Spalt 28 kein Triggerkreis erforderlich. When the current ii is interrupted by the actuation of the circuit breaker 1, a high voltage results at the secondary winding of the transformer 32 and a current flows through the coil 29, the coil 30 and the capacitor 31. The voltage across the coil 30 and the capacitor 31 is placed between the container 3 and the earth potential, namely as a recurring surge voltage V2. If the second high voltage source 10 of FIG. 7 is used, no trigger circuit is required for the gap 28.

Weil die Belastung des Kurzschlussgenerators 7 den Widerstand des Bogens des Leistungsschalters 1 und die Spule 20 beinhaltet, wird die wiederkehrende Stossspannung V2 der zweiten Hochspannungsquelle 10 von Fig. 7 nicht unmittelbar nach dem Zeitpunkt, in welchem ii zu Null wird, ansteigen. Diese Verzögerung ist dann nachteilig, wenn es Because the load on the short circuit generator 7 includes the resistance of the arc of the circuit breaker 1 and the coil 20, the recurring surge voltage V2 of the second high voltage source 10 of FIG. 7 will not rise immediately after the time when ii becomes zero. This delay is disadvantageous if it is

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erforderlich ist, dass eine wiederkehrende Stossspannung unmittelbar nach dem Nullwerden des Stroms ii angelegt werden muss. Wenn jedoch die erste Hochspannungsquelle 9 einen Stromstoss Ì2 erzeugt, der kurz nach dem Nullwerden von ii ebenfalls Null wird und die Aufprägung der wiederkehrenden Stossspannung verzögert wird, bis i: zu Null wird, wie dies anhand der Fig. 6 beschrieben worden ist, dann wird der Zeitpunkt, wenn V2 ansteigt, mit dem Zeitpunkt zusammenfallen, an dem Ì2 zu Null wird (und wenn vi ansteigt), wie dies in Fig. 8 gezeigt ist. Es werden somit genügend äquivalente Effekte erhalten. Ausserdem kann der Zeitpunkt, an welchem vi ansteigt, so gelegt werden, dass er mit dem Anstieg von V2 zusammenfällt, und zwar durch entsprechende Einstellung der Schwingungsfrequenz von Ì2 und des Zündzeitpunkts des Spalts 23. it is necessary that a recurring surge voltage must be applied immediately after the current ii has become zero. However, if the first high-voltage source 9 generates a current surge Ì2, which also becomes zero shortly after ii has become zero and the application of the recurring surge voltage is delayed until i: becomes zero, as has been described with reference to FIG. 6, then the time when V2 increases coincides with the time when Ì2 becomes zero (and when vi increases) as shown in FIG. 8. Sufficient equivalent effects are thus obtained. In addition, the point in time at which vi rises can be set so that it coincides with the rise in V2, by adjusting the oscillation frequency of Ì2 and the ignition timing of the gap 23 accordingly.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 können verschiedene Modifikationen vorgenommen werden. Anstatt den Trans-formator 32 mit dem Kurzschlussgenerator 7 zu verbinden, kann der Transformator 32 auch mit einem nicht gezeichneten anderen Generator verbunden werden. Various modifications can be made in the exemplary embodiment according to FIG. 7. Instead of connecting the transformer 32 to the short-circuit generator 7, the transformer 32 can also be connected to another generator (not shown).

Anstelle der Reihenschaltung aus Kondensator 22 und Triggerspalt 23 kann eine Sekundärwicklung eines Transformators angeschaltet werden. Die Primärwicklung dieses Transformators kann mit der Primärwicklung des Transformators 21 geschaltet oder mit einem besonderen Generator, der nicht gezeichnet ist, verbunden werden. Instead of the series connection of capacitor 22 and trigger gap 23, a secondary winding of a transformer can be connected. The primary winding of this transformer can be connected to the primary winding of the transformer 21 or connected to a special generator, which is not shown.

Gemäss der obigen Beschreibung tritt ein Überschlagbogen nur im Unterbrecher 11 am geerdeten Ende Sg der Reihenschaltung S auf. Dies wird, wie erläutert, dadurch erreicht, dass entweder nur die Unterbrechereinheit 11 geöffnet wird, oder aber dass die anderen Unterbrechereinheiten 12-14 durch Kurzschlussleiter überbrückt werden, wobei im letzteren Fall dann alle Unterbrechereinheiten 11-14 geöffnet sind. Auch ist es möglich, einen Überschlagbogen in einer Folge von zwei Unterbrechereinheiten ( 11 und 12) oder einer Folge von drei Unterbrechereinheiten (11, 12, 13) zu erzeugen. Die Anzahl an Unterbrechereinheiten, in denen ein Überschlagbogen erzeugt wird, kann in Abhängigkeit von der Prüfkapazität der ersten Hochspannungsquelle 9 gewählt werden, in anderen Worten, in Abhängigkeit von der maximalen Spannung, welche die Spannungsquelle 9 zu erzeugen in der Lage ist. According to the above description, a rollover arc occurs only in the interrupter 11 at the earthed end Sg of the series connection S. As explained, this is achieved in that either only the interrupter unit 11 is opened or that the other interrupter units 12-14 are bridged by short-circuit conductors, in which case all interrupter units 11-14 are then opened. It is also possible to generate a rollover sheet in a sequence of two interrupter units (11 and 12) or in a sequence of three interrupter units (11, 12, 13). The number of breaker units in which a rollover arc is generated can be selected depending on the test capacity of the first high-voltage source 9, in other words depending on the maximum voltage that the voltage source 9 is able to generate.

Weiterhin ist es möglich, parallel zu jeder Unterbrechereinheit einen Kondensator zu legen, wobei dann die Kondensatoren parallel zu den zu prüfenden Unterbrechereinheiten eine geringere Kapazität aufweisen als diejenigen Kondensatoren, die parallel zu den nicht zu prüfenden Unterbrechereinheiten liegen, so dass in allen Unterbrechereinheiten ein Überschlagbogen auftritt, die Gesamtheit der wiederkehrenden Stossspannung der ersten Hochspannungsquelle 9 jedoch im wesentlichen über den zu prüfenden Unterbrechereinheiten liegt. It is also possible to place a capacitor in parallel with each interrupter unit, in which case the capacitors parallel to the interrupter units to be tested have a lower capacitance than those capacitors which are parallel to the interrupter units not to be tested, so that a rollover arc occurs in all interrupter units However, the total of the recurring surge voltage of the first high-voltage source 9 is essentially above the interrupter units to be tested.

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

B B

3 Blatt Zeichnungen 3 sheets of drawings

Claims

663 673

PATENT CLAIM E

1. A method for simulating a multi-contact circuit breaker with a metal container, which constitutes the circuit breaker housing and surrounds a series connection of interrupter units, which are insulated from the container, are carried by this, and with first and second connecting lines, which are connected to the first and second ends are connected to the series circuit and are insulated from the container, characterized by the following method steps: the first and the second connecting line are connected to the first and the second output terminal of a first voltage source, which supplies a first recurring surge voltage, the container and the second connecting line connected to the first and the second output terminal of a second voltage source, which supplies a second recurring surge voltage, a short-circuit current is passed through the series circuit of the interrupter units, the circuit breaker is actuated in such a way that s he interrupts the current, as soon as the current through the series circuit of interrupter units is interrupted, the first voltage source is switched on, the circuit breaker is operated in such a way that the recurring surge voltage supplied by the first voltage source lies at least substantially above a first, at the second end of the series circuit Interrupter unit or over a sequence of interrupter units, which is only part of the series circuit of interrupter units and contains the mentioned first interrupter unit, simultaneously with the switching on of the first voltage source, the second voltage source is switched on, as a result of which the second recurring surge voltage supplied by the second voltage source between the containers and the second connecting line is laid, the first recurring surge voltage is essentially given a size which is equal to a recurring partial surge voltage which is across the interrupters unit or the interrupter units whose functionality is to be checked with regard to a breakdown, the second recurring impulse voltage is given essentially the same size as a recurring total impulse voltage which is applied to all circuit breaker interrupter units and the first recurring impulse voltage the first output terminal is given the same polarity with respect to the second output terminal of the second voltage source as the second recurring surge voltage at the first output terminal with respect to the second output terminal of the first voltage source.

2. The method according to claim 1, characterized in that the operation of the circuit breaker takes place in such a way that the first interrupter unit or the sequence of interrupter units is opened and the rest of the interrupter units remain closed.

3. The method according to claim 2, characterized in that the rest of the interrupter unit is bridged by a short-circuit conductor.

4. The method according to claim 1, characterized in that the operation of the circuit breaker takes place in such a way that all interrupter units are bridged by a capacitor, the one for bridging the first interrupter unit or each of the series of interrupter units having a smaller capacity than the capacitor which serves to bridge the rest of the breaker units and that all breaker units are actuated.

5. Device for performing the method according to claim 1, characterized by a current source

(17), the output terminals of which are connected to the first (6) and to the second (5) connecting line and which conducts a current through the series circuit (S) of the circuit breaker (1), through a first voltage source (9), the first and second output terminals are connected to the first (6) or second (5) connecting line and which applies a first recurring surge voltage (vi) to the interrupter unit (11) or interrupter units whose breakdown functionality is to be checked, and to a second voltage source ( 10), the first and second output terminals of which are connected to the container (3) and the second connecting line (5) and which supplies a second repeating surge voltage (v2), the second repeating surge voltage having essentially the same size as a recurring total Surge voltage (V3), which is applied to all interrupter units (ll, 12,13,14) of the circuit breaker, and the polarity of the first th surge voltage at the first output terminal with respect to the second output terminal of the second voltage source is equal to the polarity of the second surge voltage at the first output terminal with respect to the second output terminal of the first voltage source.

6. The device according to claim 5, characterized by a first circuit which comprises an auxiliary circuit breaker (8) with control means (BC) which cause the current to be introduced through the series connection of interrupter units and switch off the current when the switch to be tested operates, also by a second circuit with control means (VC) which, after the current has been interrupted by the series circuit, actuate first (9) and second (10) voltage sources in such a way that a first recurring surge voltage is applied across the interrupter unit or units, the dielectric strength of which is to be checked, and that a second recurring surge voltage is applied to the container (3) and the second connecting line (5).

7. The device according to claim 5, characterized in that the current source (17) has a short-circuit generator (7), a transformer (21), the primary winding of which is connected to the short-circuit generator, and an auxiliary power switch (8) which is connected in series with of the secondary winding, the current through the secondary winding being supplied via the auxiliary circuit breaker to the series circuit of interrupter units (11-14).

8. The device according to claim 7, characterized in that the second voltage source (10) has a transformer (32) whose primary winding forms the short-circuit generator and whose secondary winding forms the power output.

9. The device according to claim 5, characterized in that the first voltage source (9) has a capacitor (22) and a trigger gap (23) lying in series with the capacitor, that switching elements for charging the capacitor (22) and in advance Switching elements for actuating the trigger gap are provided, such that the charging voltage of the capacitor serves as the first recurring surge voltage.

10. The device according to claim 9, characterized in that the second voltage source (10) has a capacitor (27) and a trigger gap (28) connected in series with the capacitor and that switching elements for charging the capacitor (27) in advance and Switching elements are provided for actuating the trigger gap in such a way that the charging voltage of the capacitor can be supplied as a second recurring surge voltage via the trigger gap.

11. The device according to claim 10, characterized in that the first voltage source (9) also one in series with the capacitor (22) and the trigger gap

2nd

s

10th

15

20th

25th

30th

35

40

45

50

55

60

65

3rd

663673

(23) lying coil (24) and that the second voltage source (10) has a coil (29) lying in series with the capacitor (27) and the trigger gap (28), the inductance of the coil (29) of the second Voltage source (10) is not less than that of the coil (24) of the first voltage source (9) and the capacitance of the capacitor (27) of the second voltage source (10) is not greater than that of the capacitor (22) of the first voltage source

(9).